(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力系統と連携して負荷に電力を供給する交流電源装置の単独運転を検出するための単独運転検出方法であって、
前記交流電源装置の出力に、予め定められている変動周期にて前記交流電力系統の周波数とは異なる周波数に変動する無効電力を重畳させ、
予め定められている制御周期ごとに前記交流電源装置の出力の周波数を取得し、取得した周波数の変動量の絶対値を単位変動量として算出し、
前記無効電力の周波数が変動する際の変化点を起点とし当該無効電力の変動周期に一致する判定周期ごとに、当該判定周期における前記単位変動量の累積値を累積変動量として算出し、
算出した累積変動量が予め定められている基準変動量以上であれば１を加算する一方、当該基準変動量未満であれば１を減算することにより、前記累積変動量が前記基準変動量を超過した回数を超過回数として計数し、
前記超過回数が予め定められている判定基準回数を超えると、前記交流電力系統からの電力の供給が遮断されていると判定して前記交流電源装置の単独運転を検出することを特徴とする単独運転検出方法。
【請求項２】
交流電力系統と連携して負荷に電力を供給する交流電源装置の単独運転を検出するための単独運転検出装置であって、
前記交流電源装置の出力に、予め定められている変動周期にて前記交流電力系統の周波数とは異なる周波数に変動する無効電力を重畳させる制御手段と、
予め定められている制御周期ごとに前記交流電源装置の出力の周波数を取得し、取得した周波数の変動量の絶対値を単位変動量として算出する単位変動量算出手段と、
前記無効電力の周波数が変動する際の変化点を起点とし当該無効電力の変動周期に一致する判定周期ごとに、当該判定周期における前記単位変動量の累積値を累積変動量として算出する累積変動量算出手段と、
算出した累積変動量が予め定められている基準変動量以上であれば１を加算する一方、当該基準変動量未満であれば１を減算することにより、前記累積変動量が前記基準変動量を超過した回数を超過回数として計数する超過回数計数手段と、
前記超過回数が予め定められている判定基準回数を超えると、前記交流電力系統からの電力の供給が遮断されていると判定して前記交流電源装置の単独運転を検出する単独運転検出手段を、
を備えることを特徴とする単独運転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電力系統と連携して負荷に電力を供給する交流電源装置の単独運転を検出するための単独運転検出方法、および単独運転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
交流電力系統と連携して負荷に電力を供給する交流電源装置では、障害などにより交流電力系統からの電力の供給が遮断されたまま交流電源装置が単独で電力を供給している状態である単独運転を検出することが必要とされている。これは、交流電源装置から電力が供給されつづけると、例えば交流電力系統に断線が生じて電力の供給が遮断されたときに断線部分の点検や保守を行う保守員が感電するおそれがあること、あるいは交流電力系統から電力の供給が再開されたときに交流電源装置の周波数が交流電力系統の周波数と一致しない状態非同期投入が発生するおそれがあることなどの理由によるものである。また、単独運転の検出は、交流電力系統からの電力の供給が遮断されてから０．５〜１秒の範囲で行うように社団法人日本電気協会発行の系統連携規定により定められている。
【０００３】
単独運転を検出する手法としては、例えば、交流電源装置の出力に交流電力系統の系統周波数とは異なる周波数に変動する無効電力を重畳させるいわゆる無効電力方式がある。無効電力を重畳させた場合には、交流電力系統からの電力の供給が停電などにより遮断されると、図７に示すように、交流電源装置の出力に「基準値を超過している期間」と「基準値を超過していない期間」とが交互に発生する。このため、例えば特許文献１では、交流電源装置の出力の周波数の移動平均を算出し、周波数が所定の基準値を超える状態が一定期間継続したときに単独運転であると判定している。
【０００４】
さて、無効電力は、交流電力系統への影響を抑えるためには小さい方が望ましく、一般的には系統周波数を中心とした概ね１．５Ｈｚ程度の範囲でその周波数が変動するように設定されている。このため、特許文献１のように周波数が所定の基準値を超える状態が一定期間継続したときに単独運転を検出する構成では、「基準値を超過している期間」を長くすること、換言すると、基準値を小さくして系統周波数に近づけることが必要となる。これは、「基準値を超過している期間」を長くしなければ、「一定期間」が経過する前に「基準値を超過していない期間」に移行してしまい、単独運転を検出することができなくなるためである。
【０００５】
しかしながら、基準値を小さくすると、系統周波数との差が小さくなる。このため、例えばノイズなどが混入すると、交流電力系統の電力が遮断されていない正常時であっても周波数が基準値を超えて変動してしまい、単独運転を誤検出するおそれがある。かといって、小さな基準値を許容できる程度までノイズを減らしてＳ／Ｎ比を向上させるためには、特許文献１に記載されているように「高性能なノイズフィルタ」や「小さい基準値でも十分に検出できる高分解能な周波数検出器」などが必要となり、製品のコストの大幅な増加を招くことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４２４４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、単独運転を誤検出するおそれを低減しつつ、また、コストの大幅な増加を招くことなく交流電源装置の単独運転を検出することができる単独運転検出方法、および単独運転検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の単独運転検出方法の発明および請求項４記載の単独運転検出装置の発明では、交流電源装置の出力に予め定められている変動周期にて交流電力系統の周波数とは異なる周波数に変動する無効電力を重畳させ、予め定められている制御周期ごとに交流電源装置の出力の周波数を取得し、その周波数の変動量の絶対値を単位変動量として算出し、算出した単位変動量を予め定められている判定周期にて累積し、その累積値を累積変動量として算出する。つまり、単独運転の検出の基準値となる交流電源装置の出力の変動量を、制御周期ごとの瞬時値ではなく、判定周期における累積値として算出している。
【０００９】
例えばある制御周期において瞬間的なノイズが発生して単位変動量の瞬時値に誤差が生じたとしても、その誤差は、判定周期全体で見た場合には累積変動量に対して小さな値となる。すなわち、単位変動量を累積することにより、瞬間的なノイズが単独運転の検出の基準値に与える影響を小さくすることができる。これにより、ノイズを除去するための「高性能なノイズフィルタ」や、基準値との微少な差を検出するための「高分解能な周波数検出器」などを設けなくとも、単独運転の検出の基準値である累積変動量をＳ／Ｎ比が向上した状態で算出することが可能となる。
【００１０】
そして、累積変動量が基準変動量を超過した回数を超過回数として計数し、超過回数が予め定められている判定基準回数を超えた場合に交流電源装置の単独運転を検出する。これにより、上記したようにＳ／Ｎ比が向上した状態、且つ、複数回の判定を行うことにより誤検出するおそれを低減した状態で単独運転を検出することが可能となる。したがって、単独運転を誤検出するおそれを低減しつつ、また、コストの大幅な増加を招くことなく、交流電源装置の単独運転を検出することができる。
【００１１】
請求項２記載の単独運転検出方法の発明および請求項４記載の単独運転検出装置の発明では、判定周期を変動周期以上に設定する。交流電力系統からの電力の供給が遮断された場合、交流電源装置の出力は、図７に示したように系統周波数を中心として変動する。このため、判定周期を短く設定し過ぎると、具体的には例えば図７に示す「基準値を超過していない期間」よりも短いような期間に設定すると、その判定周期における累積変動量が基準変動量よりも小さくなるおそれがある。つまり、交流電力系統からの電力の供給が遮断されていたとしても、その単独運転の検出ができなくなる。そこで、変動周期以上、より厳密には、無効電力が系統周波数と一致した状態から最大に変動した状態になるまで（図７に示すゼロクロス点からピークまで）の期間以上に判定周期を設定することで単独運転の検出ができなくなることを防止できるとともに、単位変動量が最大になる点を確実に判定周期に含めることで累積変動量の確かさ、すなわち、単独運転の検出の基準値としての信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態における系統の接続態様を模式的に示す図
【図２】単独運転検出処理の流れを示す図
【図３】パワーコンディショナの出力の時間変化を示す図
【図４】単位変動量の算出の手順を示す図その１
【図５】単位変動量の算出の手順を示す図その２
【図６】基準変動量の一例を示す図
【図７】従来技術による単独運転の検出の態様を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態による単独運転検出方法、および単独運転検出装置について、図１から図６を参照しながら説明する。
図１に示すように、交流電源装置としてのパワーコンディショナ１（図１ではＰＣＳと示す）は、太陽電池２、電池３、交流電力系統４および負荷５に接続している。太陽電池２は、周知のように、太陽光を受光して発電し、発電した直流電力をパワーコンディショナ１に出力する。本実施形態では、太陽電池２として、一般家庭の屋根などに設置される太陽光発電モジュール（いわゆるソーラーパネル）を想定している。電池３は、太陽電池２あるいは交流電力系統４から供給される電力により充電され、必要に応じて蓄えた電力を出力する。交流電力系統４は、例えば商用電源系統であり、負荷５に対して交流電力を供給する。負荷５は、交流電源装置あるいは交流電力系統４から供給される交流電力により駆動される機器であり、一般家庭であれば例えば冷蔵庫やテレビあるいは照明器具などが想定される。
【００１４】
パワーコンディショナ１は、制御部１０、および図示しない直流変圧回路やインバータ回路などを備えている。このパワーコンディショナ１は、太陽電池２が出力する直流電力を負荷５に供給するための交流電力に変換する機能、太陽電池２の直流電力を電池３に充電する機能、および電池３に充電されている電力を負荷５に供給する機能などを有している。また、パワーコンディショナ１は、図示は省略するが、交流電力系統４と接続するための保護回路や、負荷５に供給する交流電力の位相を交流電力系統４の交流電力の位相に同期させる位相同期回路なども備えている。
【００１５】
パワーコンディショナ１の制御部１０は、図示しないマイクロコンピュータにより構成されており、パワーコンディショナ１の全体を制御する。また、制御部１０は、単独運転検出装置としても機能する。つまり、本実施形態では、パワーコンディショナ１が単独運転検出装置を兼ねている。制御部１０は、単独運転検出装置としての機能を実現するために、単位変動量算出部１１、累積変動量算出部１２、超過回数計数部１３および単独運転検出部１４を有している。これら単位変動量算出部１１、累積変動量算出部１２、超過回数計数部１３および単独運転検出部１４は、本実施形態では、制御部１０により実行されるプログラムによりソフトウェア的に実現されている。
【００１６】
制御部１０は、パワーコンディショナ１から出力される交流電力に、交流電力系統４から供給される電力の周波数（以下、系統周波数と称する）とは異なる周波数に変動する無効電力を重畳させる。具体的には、制御部１０は、系統周波数±１．５Ｈｚの範囲で周波数が変動する無効電力をパワーコンディショナ１の出力に重畳させる。この場合、交流電力系統４から交流電力が供給されていれば、無効電力による周波数の変動がパワーコンディショナ１の出力に与える影響はそれほど多くはない。換言すると、パワーコンディショナ１が交流電力系統４と連携して作動している状態では、パワーコンディショナ１の出力の周波数は、系統周波数とほぼ一致している。制御部１０は、特許請求の範囲に記載した制御手段を構成している。
【００１７】
単位変動量算出部１１は、予め定められている制御周期ごとにパワーコンディショナ１の出力の周波数と系統周波数との差を単位変動量として算出する。単位変動量算出部１１は、特許請求の範囲に記載した単位変動量算出手段を構成している。累積変動量算出部１２は、予め定められている判定周期における単位変動量の累積値を累積変動量として算出する。累積変動量算出部１２は、特許請求の範囲に記載した累積変動量算出手段を構成している。
【００１８】
超過回数計数部１３は、累積変動量が予め定められている基準変動量以上であれば１を加算する一方、基準変動量未満であれば１を減算することにより、累積変動量が基準変動量を超過した回数を超過回数として計数する。超過回数計数部１３は、特許請求の範囲に記載した超過回数計数手段を構成している。単独運転検出部１４は、超過回数が予め定められている判定基準回数を超えると、交流電力系統４からの電力の供給が遮断されていると判定し、パワーコンディショナ１における単独運転を検出する。単独運転検出部１４は、特許請求の範囲に記載した単独運転検出手段を構成している。
【００１９】
次に、上記した構成の単独運転検出装置の作用について、単独運転検出方法の詳細とともに説明する。以下の各処理は、例えば単位変動量算出部１１などにより行われるものであるものの、説明の簡略化のため、制御部１０を主体として説明する。
制御部１０は、パワーコンディショナ１の作動中には、図２に示す単独運転検出処理を実行し、まず、予め定められている制御周期（本実施形態では１０ｍｓｅｃ）ごとにパワーコンディショナ１の出力の周波数の現在値（Ｆｎ）を取得する。この時点では、交流電力系統４からの交流電力が供給されており、パワーコンディショナ１の出力に無効電力が重畳されているものとする。そのため、図３（ａ）に示すように、パワーコンディショナ１の出力の周期（Ｔｎ＝１／Ｆｎ）は、交流電力系統４の周期（図２では基準周期に相当する）にほぼ一致している。
【００２０】
このとき、制御部１０は、無効電力の周波数を、図３（ａ）に示す変動周期にて変動させている。具体的には、無効電力の周波数は、系統周波数から徐々に増加して変動周期が経過した時点で系統周波数＋１．５Ｈｚ（正のピーク）になり、そこから徐々に下がって変動周期が経過した時点で系統周波数に一致し（ゼロクロス点）、そこからさらに下がって変動周期が経過した時点で系統周波数−１．５Ｈｚ（負のピーク）になるように変動している。本実施形態では、無効電力の変動周期を１００ｍｓｅｃに設定している。
【００２１】
制御部１０は、取得した周波数の現在値（Ｆｎ）に基づいて、より厳密には、周波数の逆数である周期（Ｔｎ＝１／Ｆｎ）に基づいて、制御周期ごとのパワーコンディショナ１の出力電流の変動量の絶対値である単位変動量（｜ΔＴｎ｜）を、｜ΔＴｎ｜＝｜Ｔｎ−Ｔｂａｓｅ｜として算出する（Ｓ１）。ここで、Ｔｂａｓｅは、制御周期（１０ｍｓｅｃ）よりも長い期間（例えば、変動周期×４の期間。つまり、無効電力の変動サイクル１周期分に相当し、無効電力による周期の変動が相殺されてＴｂａｓｅが交流電力系統とほぼ一致する期間）における周期の移動平均値である。このとき、制御部１０は、フローチャートには示していないものの、ノイズなどによる誤差を低減するために、例えば連続した過去５回の制御周期にて算出した周期（Ｔｎ）の移動平均値として算出している。具体的には、Ｔｎ＝（Ｔｎ−４＋Ｔｎ−３＋Ｔｎ−２＋Ｔｎ−１＋Ｔｎ）／５としている。この場合、「連続した過去５回の制御周期に対応する期間」が、特許請求の範囲に記載した「予め定められている期間」に相当する。
【００２２】
単位変動量を算出すると、制御部１０は、変動期間における単位変動量の累積値である累積変動量（Ｔｓｕｍ）を、Ｔｓｕｍ＝Ｔｓｕｍ＋｜ΔＴｎ｜として算出する（Ｓ２）。この累積変動量（Ｔｓｕｍ）は、後述するように変動周期ごとに０に初期化される。つまり、累積変動量は、各変動周期において個別に算出される値である。なお、単位変動量は、変動周期ごとに初期化されることはなく、移動平均による算出が継続される。つまり、本実施形態では、累積変動量を算出するための判定周期を、無効電力がゼロクロス点から最大の変動量になるまでの期間である変動周期に一致させている（判定周期＝変動期間としている）。また、判定周期の開始タイミングを、無効電力のゼロクロス点、すなわち、基準変動量（Ａ）の算出を開始する時点となるように設定している。これにより、後述する（１）式のように単純化した演算で基準変動量（Ａ）を設定することが可能となる。
【００２３】
累積変動量を算出すると、制御部１０は、変動周期（つまり、判定周期）が経過したかを判定し（Ｓ３）、変動周期が経過していない場合には（Ｓ３：ＮＯ）、ステップＳ１に移行して上記した処理を繰り返す。一方、制御部１０は、変動周期が経過した場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、累積変動量が予め定められている基準変動量（Ａ）を超えたか否かを判定する（Ｓ４）。この基準変動量（Ａ）は、無効電力注入量（β）、系統周波数、上記したＣＹＣＬＥおよび変動周期に基づいて設定されている。
【００２４】
ここで、基準変動量の算出手順について詳細に説明する。パワーコンディショナ１の出力電力による有効電流をＩｐ、無効電力による無効電力をＩｑとすると、Ｉｐ、Ｉｑは、それぞれ以下の式で表される。
Ｉｐ＝α・ｓｉｎθ      ただし、α＝Ｉｐのピーク値
Ｉｑ＝β・ｃｏｓθ      ただし、β＝Ｉｑのピーク値
さて、例えば、パワーコンディショナ１の出力電力が１５００Ｗ、交流電力系統４の系統電圧が２００Ｖであり、注入（重畳）する無効電力を注入無効電力量とすると、α、βは、以下の式により算出できる。
α＝１５００÷２００×（√２）
β＝注入無効電力量÷２００×（√２）×γ
ただし、γは変動周期により増減
【００２５】
パワーコンディショナ１の出力電流はＩｐ＋Ｉｑとして与えられるものの、無効電流の存在により、図４に示すようにゼロクロス点において位相差（Δθ）が生じる。この位相差（Δθ）が、基準周期（系統周波数の周期）とパワーコンディショナ１の出力の周期とのずれを生み出している。このため、交流電力系統４の１周期当たりにおけるパワーコンディショナ１の周期の変動量（Ｔ）は、この位相差（Δθ）に基づいて以下の式により算出することができる。
【００２６】
Ｔ＝（系統電圧周期÷３６０°）×Δθ
例えば、系統電圧周期が２０ｍｓｅｃ（つまり、周波数が５０Ｈｚ）、位相差（Δθ）が２４．７５°（α＝１０．６、β＝５）であったとすると、変動量は、以下のように算出される。
Ｔ＝（２０ｍｓｅｃ÷３６０°）×２４．７５°＝１．３７５ｍｓｅｃ
この変動量は、無効電流の注入量により、例えば図５に示すように、無効電流注入量（β）が大きくなるほど位相差（Δθ）が大きくなり、変動量（Ｔ）も大きくなる。
【００２７】
具体的には、例えば図６（ａ）に示すように、無効電力注入量（β）＝５Ａ、系統周波数＝５０Ｈｚの場合、変動周期（図６ではＮ３と示す）が１００ｍｓｅｃであれば、ＣＹＣＬＥ＝１００÷２０＝５となる。このとき、基準変動量（Ａ）は、単独運転時に予想される変動量（Ｔ）の累積値(Ｔ_ＳＵＭ)であればよく、以下の（１）式で算出することができる。
【００２８】
【数１】
0005816120.tif 000002
【００２９】
ただし、ＣＹＣＬＥ＝変動周期÷系統電圧周期
上記した（１）式よりＴ_ＳＵＭ＝１．３７５＋１．３７５×２＋１．７３５×３＋１．３７５×４＋１．３７５×５＝２０．６２５と算出できるので、基準変動量（Ａ）は、Ｔ_ＳＵＭ＝２０．６２５のように設定される。（１）式は基準変動量（Ａ）にて例えば５回の累積を行った場合における累積変動量を示している。この場合、累積変動量の算出回数（つまり、変動周期において何回累積変動量を累積したか）に応じてＣＹＣＬＥを変更すればよい。本実施形態のように判定周期の開始タイミングと制御周期の開始タイミングと一致させ、変動周期＝判定周期、且つ、変動周期が制御周期の整数倍となっている場合、累積変動量の算出回数は、変動周期÷制御周期となる。このとき、周期の実測にはノイズなどにより誤差が生じる可能性があることから、余裕度を考慮して、基準変動量（Ａ）は理論値であるＴ_ＳＵＭよりも若干低めに設定することが望ましい。なお、図６（ｂ）、図６（ｃ）は、図６（ａ）と条件が異なる場合の基準変動量を示しているものの、基準変動量の算出方法は上記した図６（ａ）の説明と共通する。
【００３０】
これら図６（ａ）〜（ｃ）から、変動期間が短時間であるほど基準変動量が小さくなること（つまり、早期に単独運転の検出が可能となること）が分かるものの、基準変動量を小さくすると、高精度な周期検出器が必要となる。また、無効電力注入量を大きくすれば基準変動量を大きくすることができることも分かるものの、無効電力注入量が大きくなると交流電力系統４に与える影響も大きくなる。そのため、検出器の構成や交流電力系統４に与える影響を考慮して、最適な基準変動量を適宜設定することが望ましい。
【００３１】
さて、制御部１０は、例えば図３（ａ）に示すように停電が発生し、パワーコンディショナ１の出力に無効電力による変動が顕著に表れた結果、変動周期における累積変動量（図３（ａ）にハッチングにて示す部分の面積に比例する）が基準変動量（Ａ）を超えた場合には、図２に示す単独運転検出処理のステップＳ４において、累積変動量（Ｔｓｕｍ）＞基準変動量（Ａ）となることから（Ｓ４：ＹＥＳ）、検出カウンタをインクリメントする（Ｓ５）。この検出カウンタは、累積変動量が基準変動量を超過した回数を計数するためのカウンタであり、検出カウンタの値＝超過回数となる。なお、計数カウンタは、下限値は０であり、後述するようにデクリメントされた場合であってもマイナス値になることはない。
【００３２】
続いて、制御部１０は、検出カウンタの値が予め定められている判定基準回数（Ｂ）を超えたか否かを判定する（Ｓ７）。判定基準回数は、本実施形態では４回に設定されている。制御部１０は、初めてステップＳ７をじっこうした場合など、検出カウンタの値が判定基準回数未満であれば（Ｓ７：ＮＯ）、累積変動量（Ｔｓｕｍ）を０に初期化した後（Ｓ９）、ステップＳ１に移行して上記した処理を繰り返す。そして、変動期間が経過したときに（Ｓ３：ＹＥＳ）、累積変動量が基準変動量を超えていれば（Ｓ４：ＹＥＳ）、計数カウンタをインクリメントし（Ｓ５）、検出カウンタが判定基準回数を超えたかを判定する（Ｓ７）。
【００３３】
そして、制御部１０は、このような処理を繰り返し実行した結果、図３（ａ）に示すように検出カウンタの値が例えば５になり、判定基準回数を超えた場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、単独運転を検出する（Ｓ８）。つまり、制御部１０は、１００ｍｓｅｃごとの判定が５回繰り返されて計数カウンタの値が５になったとき、換言すると、パワーコンディショナ１の出力に無効電力による変動が顕著に表れている期間がすくなくとも５×１００＝５００ｍｓｅｃ以上となったときに、単独運転であると判定する。つまり、制御部１０は、停電の発生から最速で０．５秒で単独運転の検出が可能であり、上記したように０．５〜１秒の範囲内で検出することが求められている単独運転の検出を、その範囲内、且つ、最も早い時期に検出可能となっている。
【００３４】
制御部１０は、単独運転を検出すると、図２には示していないものの、例えば、スピーカなどの音声による聴覚的な報知手段、あるは表示ランプなどの視覚的な報知手段により単独運転の検出を報知する。また、制御部１０は、例えば通信回線を通じて、単独運転を検出したことを住人や管理人、あるいは交流電力系統４の保守員などに報知してもよい。そして、制御部１０は、例えば、パワーコンディショナ１の作動を停止（出力を停止）したり、パワーコンディショナ１の作動を再起動したりするなど、単独運転を検出したときに実行するように予め設定されている作動を行う。なお、単独運転を検出した場合の作動については、パワーコンディショナ１の種類や設置されている場所あるいは管理体制など各種の状況に応じて適宜設定・選択すればよい。
【００３５】
これに対して、制御部１０は、図３（ｂ）に示すように、一旦停電が発生して上記したように計数カウンタをインクリメントしたものの（Ｓ４：ＹＥＳ、Ｓ５）、検出カウンタの値が判定基準回数を超える前に（Ｓ７：ＮＯ）停電が回復した場合には、累積変動量が基準変動量よりも小さくなるので（Ｓ４：ＮＯ）、検出カウンタをデクリメントする（Ｓ６）。ただし、制御部１０は、検出カウンタの初期化は行わない。例えば、計数カウンタの値が４になった後の変動周期にて累積変動量が基準変動量よりも小さくなった場合には、計数カウンタは、デクリメントされて３になる。このため、その次の変動周期にて累積変動量が基準変動量を超えた場合には計数カウンタが再び４になり、さらにその次の変動周期にて累積変動量が基準変動量を超えた場合には計数カウンタが５になる。
【００３６】
より具体的には、例えば停電の発生から４００ｍｓｅｃ後に負荷５の動作が不安定になるなど何らかの原因で累積変動量が基準変動量よりも小さくなったとしても、その次の１００ｍｓｅｃで計数カウンタがインクリメントされ、その次の１００ｍｓｅｃで計数カウンタがさらにインクリメントされれば計数カウンタの値が５になる。一方、累積変動量が基準変動量よりも一回小さくなっただけで検出カウンタを初期化してしまうと、上記した例では、さらにすくなくとも５回分の判定が必要となり、停電の発生から単独運転の検出までに１秒を超えてしまうおそれがある。つまり、制御部１０は、検出カウンタの初期化を行わないことで、単独運転の検出が遅延されてしまうことを抑制している。
このように、制御部１０は、交流電力系統４からの電力の供給が遮断された場合には無効電力の周波数の変動がパワーコンディショナ１の出力に顕著に現れることに着目し、パワーコンディショナ１の出力の変動量に基づいて単独運転の検出を行っている。
【００３７】
以上説明した本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
制御部１０は、パワーコンディショナ１の出力電流と無効電力による無効電流とに基づいて制御周期ごとにパワーコンディショナ１の出力電流の変動量の絶対値を単位変動量として算出し、算出した単位変動量を予め定められている判定周期にて累積し、その累積値を累積変動量として算出する。単独運転の検出の基準となるパワーコンディショナ１の出力の変動量を、制御周期ごとの瞬時値ではなく、判定周期における累積値として算出する。これにより、例えばある制御周期において瞬間的なノイズが発生して単位変動量の瞬時値に誤差が生じたとしても、その誤差は、その誤差は、判定周期全体で見た場合には累積変動量に対して小さな誤差として扱うことができる。したがって、ノイズを除去するための高性能なノイズフィルタや、微少な変動量を検出するための高分解能な周波数検出器」などを設けなくとも、単独運転の検出の基準値である累積変動量をＳ／Ｎ比が向上した状態で算出することができる。
【００３８】
そして、累積変動量が基準変動量を超過した回数を超過回数として計数し、超過回数が予め定められている判定基準回数を超えた場合に単独運転を検出する。これにより、これにより、上記したようにＳ／Ｎ比が向上した状態、且つ、複数回の判定を行うことにより誤検出するおそれを低減した状態で単独運転を検出することができる。したがって、単独運転を誤検出するおそれを低減しつつ、また、コストの大幅な増加を招くことなく、交流電源装置の単独運転を検出することができる。
【００３９】
累積変動量が基準変動量を超過した回数を超過回数として計数し、超過回数が予め定められている判定基準回数を超えた場合に単独運転を検出する（単独運転であることを特定する）。このように複数回の判定を行うことにより、単独運転を誤検出するおそれを低減させることができる。
【００４０】
この場合、判定周期を１００ｍｓｅｃ、判定基準回数を４回に設定しているので、単独運転の検出に対応する作動が許可される期間になるまで（つまり、停電の発生から少なくとも０．５秒が経過するまで）の間に複数回の判定を行うことができる。
【００４１】
判定周期を変動周期つまり無効電力が系統周波数と一致した状態から最大に変動した状態になるまで（図３に示すゼロクロス点からピークまで）に設定しているので、判定期間が短すぎて実際には単独運転であるにもかかわらず累積変動量が基準変動量を超えないと誤判定することを防止できる。また、単位変動量が最大になる点を確実に判定周期に含ませることができるので、累積変動量の確かさ、すなわち、単独運転の検出の基準値としての信頼性を向上させることができる。また、単位変動量が最大になる点を確実に判定周期に含めることができ、累積変動量の確かさ、すなわち、単独運転の検出の基準値としての信頼性を向上させることができる。
【００４２】
パワーコンディショナ１の周期（Ｔｎ）を移動平均値として算出するとともに、基準となる交流電力系統４の周期（Ｔｂａｓｅ）も移動平均値として算出しているので、単位変動量（ΔＴｎ）の算出においてノイズなどの影響をさらに低減することができる。
【００４３】
（その他の実施形態）
本発明は、一実施形態にて例示したものに限定されることなく、例えば以下のように変形あるいは拡張することができる。
一実施形態で示した数値は例示であり、これに限定されるものではない。例えば、制御周期を５ｍｓｅｃなどにしてもよいし、変動周期を制御周期や系統周波数に応じて変更してもよい。また、それらの変更に応じて基準変動量や判定基準回数を変更すればよい。また交流電力系統４の系統周波数は、例えば６０Ｈｚなど、他の周波数であってもよい。
【００４４】
判定周期を変動周期に一致させたが、変動周期と異ならせてもよい。例えば、累積変動量の確かさ（判定値としての信頼性）を担保できるのであれば、例えば変動周期の８０％など変動周期未満に設定してもよい。また、変動周期以上に設定すれば、変動量が最大になる点を確実に累積変動量の算出に用いることができるので、単独運転の検出の基準値としての信頼性を向上させることができる。
【００４５】
パワーコンディショナ１の周期（Ｔｎ）、および交流電力系統４の周期（Ｔｂａｓｅ）も移動平均値に基づいて単位変動量（ΔＴ）を算出したが、単位変動量を累積することでノイズなどの影響を低減しているので、ＴｎおよびＴｂａｓｅに瞬時値を採用し、演算負荷を低減するようにしてもよい。
一実施形態ではパワーコンディショナ１を単独運転検出装置と兼用したが、別の装置としてもよい。また、電池３の有無や負荷５の種類などは一例であり、これに限定されない。
【００４６】
一実施形態では周期の変化量が一定なるように周波数の変動量を設定しているので上記した（１）式にて算出したが、周波数の変動量を一定にした場合であっても（つまり、１ＣＹＣＬＥごとの周期の変動量が多少異なっていたとしても）、概ね（１）式にて近似した値とすることができる。
一実施形態では周期に基づいて説明したが、周波数（１／周期）に基づいた場合でも実質的な内容は共通する。
【符号の説明】
【００４７】
図面中、１はパワーコンディショナ（交流電源装置）、４は交流電力系統、５は負荷、１０は制御部（単独運転検出装置、制御手段）、１１は単位変動量算出部（単位変動量算出手段）、１２は累積変動量算出部（累積変動量算出手段）、１３は超過回数計数部（超過回数計数手段）、１４は単独運転検出部（単独運転検出手段）を示す。
【図１】
0005816120.tif 000003
【図２】
0005816120.tif 000004
【図３】
0005816120.tif 000005
【図４】
0005816120.tif 000006
【図５】
0005816120.tif 000007
【図６】
0005816120.tif 000008
【図７】
0005816120.tif 000009